Суперширокополосный фильтр для приемников совмещенных систем навигации

Фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) широко применяются в системах телевидения, связи, радиолокации, радионавигации и т. д. Мы кратко опишем основные электрические параметры и особенности использования широкополосного фильтра FP‑1589B82, охватывающего рабочие диапазоны частот сигналов совмещенных навигационных систем ГЛОНАСС (GLONASS), GPS и BeiDou.

Фильтр FP‑1589B82 произведен с помощью передовых технологий и качественных материалов. Основными преимуществами фильтра FP‑1589B82 являются: суперширокая полоса пропускания BW1 = 72 МГц по уровню –1,0 дБ при очень малых потерях  IL = 1,5–2,2 дБ, высокая температурная стабильность и малые габариты 3,0×3,0×1,3 мм.

Фильтр FP‑1589B82 обеспечивает селекцию сигналов в следующих диапазонах основных навигационных систем:

• GLONASS L1: 1590–1610 МГц;
• GPS L1: 1567–1583 МГц;
• Bei Dou B1: 1559–1563 МГц.

Как показано на рис. 1, полоса пропускания фильтра FP‑1589B82 полностью перекрывает указанные диапазоны частот, а искажения амплитуды навигационного сигнала в каждом из диапазонов не превышают 0,1–0,6 дБ. При этом гарантированное затухание за пределами полосы пропускания превышает 30 дБ в широком интервале частот, а прямоугольность амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) (отношение ширин полос по уровням –40 и –1 дБ) фильтра является высокой и составляет около Кп = 1,54.

Рис. 1. Положение диапазонов GLONASS L1 GPS L1 и Bei Dou B1 в полосе пропускания фильтра FP-1589B82

Таким образом, полезные сигналы проходят через фильтр с низким ослаблением и малыми искажениями, а помехи и другие сторонние сигналы, в том числе близко распложенные, фильтр эффективно подавляет.

Благодаря суперширокой полосе пропускания фильтр имеет достаточные запасы для компенсации дестабилизирующих факторов: как смещений АЧХ в широком диапазоне рабочих температур при эксплуатации изделия, так и неизбежных технологических погрешностей при изготовлении образцов.

Фильтр FP‑1589B82 работает в стандартном радиочастотном тракте при нагрузочных сопротивлениях по входу и выходу 50 Ом. Дополнительные цепи согласования для фильтра не требуются – его достаточно впаять в печатную плату и использовать в работе.

Фильтр FP‑1589B82 относится к классу УВЧ резонаторных фильтров на ПАВ. При этом перечисленные выше преимущества фильтра достигнуты благодаря комбинированию в его конструкции широкополосного звена с продольной акустической связью резонаторов, формирующего полосу пропускания, и высокодобротных режекторных звеньев с электрической связью резонаторов, улучшающих прямоугольность АЧХ фильтра.

Параметры фильтра FP‑1589B82:

• центральная частота: 1589 МГц;
• вносимое затухание в диапазоне 1565–1607 МГц: 1,2–2,2 дБ;
• ширина полосы пропускания по уровню –1 дБ: 67–72 МГц;
• ширина полосы пропускания по уровню –3 дБ: 82 МГц;
• ширина полосы пропускания по уровню –40 дБ: 111 МГц;
• неравномерность амплитуды в диапазоне 1565–1607 МГц: 0,75–0,85 дБ;
• неравномерность группового времени задержки в диапазоне 1565–1607 МГц: 5,0–6,0 нс;
• КСВН в диапазоне 1565–1607 МГц: не более 1,8;
• затухание в полосах задерживания: более 30 дБ.

Типовые АЧХ фильтра FP‑1589B82 для разных полос частот представлены на рис.  2а–в.

Рис. 2. АЧХ фильтра FP-1589B82:
а) в узкой полосе 150 МГц;
б) в средней полосе 450 МГц;
в) в широкой полосе до 2500 МГц